基于熔鹽傳熱蓄熱的太陽(yáng)能梯級(jí)加熱高溫集熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于熔鹽傳熱蓄熱的太陽(yáng)能梯級(jí)加熱高溫集熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)是直接把太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能加以利用的一種清潔能源利用技術(shù)。太陽(yáng)能光熱利用系統(tǒng)主要有槽式、塔式和碟式三種系統(tǒng)。槽式太陽(yáng)能光熱利用系統(tǒng)屬于中溫系統(tǒng)，其采用槽型拋物面聚光集熱器，通常聚光比在10?100之間，集熱器中的工作介質(zhì)運(yùn)行溫度一般不超過(guò)600°c。塔式太陽(yáng)能光熱利用系統(tǒng)屬于高溫系統(tǒng)，其利用數(shù)量眾多的定日鏡將太陽(yáng)熱輻射反射到其塔頂接收器上，聚光比一般為300?1000，塔頂接收器的工作介質(zhì)運(yùn)行溫度可達(dá)650°C以上。碟式太陽(yáng)能光熱利用系統(tǒng)屬于高溫系統(tǒng)，其采用碟狀拋物面鏡將太陽(yáng)光聚集到焦點(diǎn)處的空腔接收器上，聚光比可達(dá)3000以上，空腔接收器內(nèi)工作介質(zhì)運(yùn)行溫度一般在850°C以上。
[0003]在槽式太陽(yáng)能光熱利用系統(tǒng)中，真空集熱管的熱損失是系統(tǒng)熱效率的主要影響因素之一，而集熱管的熱損失主要取決于其工作溫度。隨著集熱管工作溫度的增加，其熱損失也增加。特別是，當(dāng)集熱管的工作溫度超過(guò)4000C時(shí)，系統(tǒng)的熱效率迅速下降，集熱管的壽命也隨之降低。若在保證集熱管熱損失較小的范圍內(nèi)降低其工作溫度，則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)換效率也降低。
[0004]目前，除了槽式太陽(yáng)能光熱利用系統(tǒng)已經(jīng)開始進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)行，塔式和碟式太陽(yáng)能光熱利用系統(tǒng)仍然處于試驗(yàn)階段。另外，由碟狀拋物面鏡替代定日鏡與塔頂接收器組成的碟塔式太陽(yáng)能光熱利用系統(tǒng)，很好的結(jié)合了碟式系統(tǒng)的聚光比高和塔式系統(tǒng)的系統(tǒng)容量大等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供了一種基于熔鹽傳熱蓄熱的太陽(yáng)能梯級(jí)加熱高溫集熱系統(tǒng)，其中槽式太陽(yáng)能聚光集熱器作為系統(tǒng)的中溫集熱段，其工作介質(zhì)運(yùn)行溫度不超過(guò)400°C，高溫集熱段的工作溫度可達(dá)550°C以上，熱轉(zhuǎn)換效率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種由中溫集熱段和高溫集熱段組成的太陽(yáng)能梯級(jí)加熱高溫集熱系統(tǒng)，其中槽式太陽(yáng)能聚光集熱器作為系統(tǒng)的中溫集熱段，其工作介質(zhì)運(yùn)行溫度不超過(guò)400°C，高溫集熱段的工作溫度可達(dá)550°C以上。
[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]基于熔鹽傳熱蓄熱的太陽(yáng)能梯級(jí)加熱高溫集熱系統(tǒng)，包括:低溫儲(chǔ)鹽罐1、高溫儲(chǔ)鹽罐9、低溫熔鹽栗2、高溫熔鹽栗10、中溫集熱段3、高溫集熱段6、熔鹽-工質(zhì)換熱器11、用熱設(shè)備12和循環(huán)栗13。
[0008]所述的低溫儲(chǔ)鹽罐1、低溫熔鹽栗2、中溫集熱段3、高溫集熱段6、高溫儲(chǔ)鹽罐9、高溫熔鹽栗10和熔鹽-工質(zhì)換熱器11通過(guò)熔鹽管道依次相連接，從而構(gòu)成了熔鹽循環(huán)回路。
[0009]所述的熔鹽-工質(zhì)換熱器11、用熱設(shè)備13和循環(huán)栗13通過(guò)供熱管道依次相連接，從而構(gòu)成了用熱循環(huán)回路。
[0010]在熔鹽循環(huán)回路中，所述低溫儲(chǔ)鹽罐I通過(guò)所述低溫熔鹽栗3向所述中溫集熱段3輸出低溫熔鹽，低溫熔鹽被加熱到300?400°C后，直接進(jìn)入所述高溫集熱段6繼續(xù)吸收熱量變?yōu)?50°C以上的高溫熔鹽，隨后高溫熔鹽儲(chǔ)存在所述高溫儲(chǔ)鹽罐9中，在需要用熱時(shí)，高溫熔鹽經(jīng)所述高溫熔鹽栗10輸送至所述熔鹽-工質(zhì)換熱器11將熱量傳遞給用熱工質(zhì)，然后降溫變?yōu)榈蜏厝埯}回到所述低溫儲(chǔ)鹽罐I。
[0011]在熱循環(huán)回路中，用熱工質(zhì)在所述熔鹽-工質(zhì)換熱器11中吸收了高溫熔鹽的熱量之后，被輸送至所述用熱設(shè)備12中，用于做功、發(fā)電或供熱等，然后降溫冷凝，被所述循環(huán)栗13重新輸送到所述熔鹽-工質(zhì)換熱器11中繼續(xù)下一輪循環(huán)。
[0012]所述的中溫集熱段3由槽式拋物面鏡4和集熱管5組成，集熱管中熔鹽的溫度低于 400°C。
[0013]所述的高溫集熱段6由聚光器7和接收器8組成，所述聚光器7有定日鏡和蝶式拋物面鏡兩種，所述接收器8有塔頂接收器和空腔接收器兩種形式。因此，所述高溫集熱段6有由定日鏡和塔頂接收器組成的塔式、由碟式拋物面鏡和空腔接收器組成的碟式和由碟式拋物面鏡和塔頂接收器組成的碟塔式三種模式，所述接收器8中熔鹽的溫度可達(dá)到550°C以上。
[0014]所述熔鹽為兩種或兩種以上的無(wú)機(jī)鹽混合物的熔融態(tài)，其工作溫度在300?1000 °C 之間。
[0015]所述的用熱工質(zhì)為水、水蒸氣、導(dǎo)熱油、熔鹽、液態(tài)金屬、空氣或其他可作為傳熱介質(zhì)的物質(zhì)。
[0016]有益效果
[0017]本發(fā)明的有益效果為:
[0018]將中溫集熱段的槽式拋物面聚光集熱器的熔鹽運(yùn)行溫度控制在400°C以內(nèi)，防止真空集熱管的熱損失過(guò)大造成系統(tǒng)的熱利用效率大為降低，從而保證槽式拋物面聚光集熱器在合理的工況下安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外，通過(guò)增設(shè)了高溫集熱段，可以使熔鹽的運(yùn)行溫度達(dá)到550°C以上，相應(yīng)地提高了系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明高溫集熱段為塔式的系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明高溫集熱段為碟式的系統(tǒng)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明高溫集熱段為碟塔式的系統(tǒng)示意圖；
[0022]1-低溫儲(chǔ)鹽罐，2-低溫熔鹽栗，3-中溫集熱段，4-槽式拋物面鏡，5-集熱管，6_高溫集熱段，7-聚光器，8-接收器，9-高溫儲(chǔ)鹽罐，10-高溫熔鹽栗，11-熔鹽-工質(zhì)換熱器，12-用熱設(shè)備，13-循環(huán)栗；
具體實(shí)施方案
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的思想內(nèi)做任何修改或等同替換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0024]實(shí)施例1:高溫集熱段6為由定日鏡與塔頂接收器組成的塔式系統(tǒng)
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例包括:低溫儲(chǔ)鹽罐1、低溫熔鹽栗3、槽式拋物面鏡4、集熱管5、定日鏡(聚光器7)、塔頂接收器(接收器8)、高溫儲(chǔ)鹽罐9、高溫熔鹽栗10、熔鹽-工質(zhì)換熱器11、用熱設(shè)備12和循環(huán)栗13。
[0026]所述的低溫儲(chǔ)鹽罐1、低溫熔鹽栗2、槽式拋物面鏡4、集熱管5、定日鏡7、塔頂接收器8、高溫儲(chǔ)鹽罐9、高溫熔鹽栗10和熔鹽-工質(zhì)換熱器11組成熔鹽循環(huán)回路。
[0027]所述的熔鹽-工質(zhì)換熱器11、用熱設(shè)備12和循環(huán)栗13組成用熱循環(huán)回路。
[0028]在本實(shí)施例中，所述的低溫儲(chǔ)鹽罐I中的低溫熔鹽被低溫熔鹽栗2輸送至集熱管5，槽式拋